CN108203791A - 一种模具材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种模具材料及其制备方法，包括以下步骤：将原料按照上述质量百分比进行配料，在真空熔炼炉中熔融，熔融温度为1430‑1480℃，然后在1240‑1320℃下浇注成型，得到预制体；将所述预制体在400℃下保温3小时，然后加热至800℃保温2小时，得到模具材料。与现有技术相比，本发明以C、Al、Mn、Si、Co、Zr、Ni、W、Ti、Fe为原料，各个成分相互作用、相互影响，提高了制备的模具材料的耐高温和耐磨性能。

Description

一种模具材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及模具材料技术领域，尤其涉及一种模具材料及其制备方法。
背景技术
模具是用来成型物品的工具，这种工具有各种零件构成，不同的模具由不同的零件构成，主要通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工。按照所成型的材料的不同，模具可分为金属模具和非金属模具，金属模具由分为铸造模具和锻造模具；非金属模具分为塑料磨具和无机非金属模具。
模具的质量直接影响加工工艺的质量、产品的精度和生产成本等，而制备模具的材料是影响模具质量的重要因素。现有技术中，模具材料及其制备方法得到了广泛的报道，例如，申请号为201710508049.1的中国专利文献报道了一种模具材料，由以下重量份的原料制成：环氧改性有机硅树脂10-15份、纤维10-20份、微量元素2-5份、粘结剂15-20份、矿物质10-15份、绿碳化硅磨料10-20份、石膏粉2-5份、粉状酚醛树脂5-10份、稳定剂1-2份、颜料0.5-1份、增强剂2-5份和促进剂1-3份。申请号为201611010977.7的中国专利文献报道了一种泡沫材料的模具。一种泡沫材料的模具，首先在泡沫材料内附设溶剂注入通道，接着通过注入通道将可以溶解泡沫材料的溶剂溶剂置入，然后使可以溶解泡沫材料的溶剂流动，利用可以溶解泡沫材料的溶剂对易于溶解或融化的材料的溶解或融化，雕出所需要的石雕的相关形状，以可以溶解泡沫材料的溶剂流动形成的溶剂流动通道作为模具。申请号为201010195015.X的中国专利文献报道了一种种浇铸模具材料，各成分比例为：胶衣2-2.4公斤、立德粉1-1.2公斤、甲乙酮90-110ml、钴水75-90ml。
但是，上述报道的模具材料的耐高温和耐磨性能有待于进一步提高。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种模具材料及其制备方法，具有良好的耐高温和耐磨性能。
有鉴于此，本发明提供了一种模具材料，包括以下重量比的成分：
C 1.2-2.8％，Al 0.35-0.79％，Mn 0.12-0.88％，Si 1.2-2.9％，Co3.3-7.5％，Zr0.2-0.7％，Ni 0.6-2.1％，W 0.3-0.8％，Ti 2.4-4.5％，余量为Fe和不可避免的杂质。
优选的，C 1.2-2.4％。
优选的，Al 0.35-0.62％。
优选的，Mn 0.45-0.88％。
优选的，Si 1.2-2.1％。
优选的，Co 3.8-7.1％。
优选的，Zr 0.4-0.7％。
优选的，Ni 0.6-1.6％。
优选的，Ti 2.8-4.1％。
相应的，本发明还提供一种上述技术方案所述的模具材料的制备方法，包括以下步骤：将原料按照上述质量百分比进行配料，在真空熔炼炉中熔融，熔融温度为1430-1480℃，然后在1240-1320℃下浇注成型，得到预制体；将所述预制体在400℃下保温3小时，然后加热至800℃保温2小时，得到模具材料。
本发明提供一种模具材料及其制备方法，包括以下步骤：将原料按照上述质量百分比进行配料，在真空熔炼炉中熔融，熔融温度为1430-1480℃，然后在1240-1320℃下浇注成型，得到预制体；将所述预制体在400℃下保温3小时，然后加热至800℃保温2小时，得到模具材料。与现有技术相比，本发明以C、Al、Mn、Si、Co、Zr、Ni、W、Ti、Fe为原料，各个成分相互作用、相互影响，提高了制备的模具材料的耐高温和耐磨性能。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
本发明实施例公开了一种模具材料，包括以下重量比的成分：
C 1.2-2.8％，Al 0.35-0.79％，Mn 0.12-0.88％，Si 1.2-2.9％，Co3.3-7.5％，Zr0.2-0.7％，Ni 0.6-2.1％，W 0.3-0.8％，Ti 2.4-4.5％，余量为Fe和不可避免的杂质。
作为优选方案，C 1.2-2.4％，Al 0.35-0.62％，Mn 0.45-0.88％，Si1.2-2.1％，Co3.8-7.1％，Zr 0.4-0.7％，Ni 0.6-1.6％，Ti 2.8-4.1％。
相应的，本发明还提供一种上述技术方案所述的模具材料的制备方法，包括以下步骤：将原料按照上述质量百分比进行配料，在真空熔炼炉中熔融，熔融温度为1430-1480℃，然后在1240-1320℃下浇注成型，得到预制体；将所述预制体在400℃下保温3小时，然后加热至800℃保温2小时，得到模具材料。
本发明提供一种模具材料及其制备方法，包括以下步骤：将原料按照上述质量百分比进行配料，在真空熔炼炉中熔融，熔融温度为1430-1480℃，然后在1240-1320℃下浇注成型，得到预制体；将所述预制体在400℃下保温3小时，然后加热至800℃保温2小时，得到模具材料。与现有技术相比，本发明以C、Al、Mn、Si、Co、Zr、Ni、W、Ti、Fe为原料，各个成分相互作用、相互影响，提高了制备的模具材料的耐高温和耐磨性能。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
本发明实施例采用的原料均为市购。
实施例1
本实施例中，模具材料的组成成分和质量百分比为：
C 1.2％，Al 0.79％，Mn 0.12％，Si 2.9％，Co 3.3％，Zr 0.7％，Ni 0.6％，W0.8％，Ti 2.4％，余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例提供的模具材料按照如下方法制备：
首先将原料按照上述质量百分比进行配料，在真空熔炼炉中熔融，熔融温度为1430-1480℃，然后在1240-1320℃下浇注成型，得到预制体；
将所述预制体在400℃下保温3小时，然后加热至800℃保温2小时，得到模具材料。
对本实施例制备的模具材料的性能进行检测，其维氏硬度为195，拉伸延伸率为4％，制成的模具的使用次数在50万次以上，具有良好的耐磨性能，并且具有良好的耐高温性能。
实施例2
本实施例中，模具材料的组成成分和质量百分比为：
C 2.8％，Al 0.35％，Mn 0.88％，Si 1.2％，Co 7.5％，Zr 0.2％，Ni 2.1％，W0.3％，Ti 4.5％，余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例提供的模具材料按照如下方法制备：
首先将原料按照上述质量百分比进行配料，在真空熔炼炉中熔融，熔融温度为1430-1480℃，然后在1240-1320℃下浇注成型，得到预制体；
将所述预制体在400℃下保温3小时，然后加热至800℃保温2小时，得到模具材料。
对本实施例制备的模具材料的性能进行检测，其维氏硬度为192，拉伸延伸率为43.8％，制成的模具的使用次数在50万次以上，具有良好的耐磨性能，并且具有良好的耐高温性能。
实施例3
本实施例中，模具材料的组成成分和质量百分比为：
C 2.2％，Al 0.42％，Mn 0.35％，Si 2.5％，Co 4.6％，Zr 0.5％，Ni 1.5％，W0.4％，Ti 3.1％，余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例提供的模具材料按照如下方法制备：
首先将原料按照上述质量百分比进行配料，在真空熔炼炉中熔融，熔融温度为1430-1480℃，然后在1240-1320℃下浇注成型，得到预制体；
将所述预制体在400℃下保温3小时，然后加热至800℃保温2小时，得到模具材料。
对本实施例制备的模具材料的性能进行检测，其维氏硬度为191，拉伸延伸率为4.2％，制成的模具的使用次数在50万次以上，具有良好的耐磨性能，并且具有良好的耐高温性能。
实施例4
本实施例中，模具材料的组成成分和质量百分比为：
C 2.6％，Al 0.75％，Mn0.75％，Si 1.8％，Co 3.9％，Zr 0.3％，Ni1.6％，W0.7％，Ti 2.7％，余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例提供的模具材料按照如下方法制备：
首先将原料按照上述质量百分比进行配料，在真空熔炼炉中熔融，熔融温度为1430-1480℃，然后在1240-1320℃下浇注成型，得到预制体；
将所述预制体在400℃下保温3小时，然后加热至800℃保温2小时，得到模具材料。
对本实施例制备的模具材料的性能进行检测，其维氏硬度为199，拉伸延伸率为4.3％，制成的模具的使用次数在50万次以上，具有良好的耐磨性能，并且具有良好的耐高温性能。
实施例5
本实施例中，模具材料的组成成分和质量百分比为：
C 2.6％，Al 0.74％，Mn 0.18％，Si 1.7％，Co 6.2％，Zr 0.6％，Ni 1.8％，W0.4％，Ti 2.8％，余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例提供的模具材料按照如下方法制备：
首先将原料按照上述质量百分比进行配料，在真空熔炼炉中熔融，熔融温度为1430-1480℃，然后在1240-1320℃下浇注成型，得到预制体；
将所述预制体在400℃下保温3小时，然后加热至800℃保温2小时，得到模具材料。
对本实施例制备的模具材料的性能进行检测，其维氏硬度为198，拉伸延伸率为4.1％，制成的模具的使用次数在50万次以上，具有良好的耐磨性能，并且具有良好的耐高温性能。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种模具材料，其特征在于，包括以下重量比的成分：
C 1.2-2.8％，Al 0.35-0.79％，Mn 0.12-0.88％，Si 1.2-2.9％，Co 3.3-7.5％，Zr0.2-0.7％，Ni 0.6-2.1％，W 0.3-0.8％，Ti 2.4-4.5％，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的模具材料，其特征在于，C 1.2-2.4％。
3.根据权利要求1所述的模具材料，其特征在于，Al 0.35-0.62％。
4.根据权利要求1所述的模具材料，其特征在于，Mn 0.45-0.88％。
5.根据权利要求1所述的模具材料，其特征在于，Si 1.2-2.1％。
6.根据权利要求1所述的模具材料，其特征在于，Co 3.8-7.1％。
7.根据权利要求1所述的模具材料，其特征在于，Zr 0.4-0.7％。
8.根据权利要求1所述的模具材料，其特征在于，Ni 0.6-1.6％。
9.根据权利要求1所述的模具材料，其特征在于，Ti 2.8-4.1％。
10.一种权利要求1-9任意一项所述的模具材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将原料按照上述质量百分比进行配料，在真空熔炼炉中熔融，熔融温度为1430-1480℃，然后在1240-1320℃下浇注成型，得到预制体；
将所述预制体在400℃下保温3小时，然后加热至800℃保温2小时，得到模具材料。
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